Panasonic phát triển cảm biến sử dụng bộ tách màu siêu nhỏ, giúp tăng độ sáng ảnh lên gấp đôi
Duy Luân
10 nămBình luận: 23
Cam_bien_Panasonic_do_sang_gap_doi.png

Panasonic đang phát triển một công nghệ giúp nhân đôi độ sáng cho ảnh chụp bằng cách sử dụng những bộ tách màu siêu nhỏ (micro color splitter) thay cho bộ lọc màu (bayer filter) trên các cảm biến ảnh truyền thống. Hãng nói biết bayer filter với các bộ lọc màu đỏ, xanh dương và xanh lá áp dụng cho từng điểm ảnh khiến 50-70% ánh sáng bị thất thoát. Trong khi đó, kĩ thuật của hãng giúp ghi lại ánh sáng một cách đầy đủ và "tăng gấp đôi độ nhạy sáng" cho cảm biến. Những bộ tách màu này có thể được áp dụng cho bất kì loại sensor ảnh nào đang có trên thị trường: CCD, CMOS hay BSI CMOS. Chúng cũng có thể được sản xuất trên quy trình bán dẫn hiện tại và không cần bất kì nguyên liệu hay kĩ thuật sản xuất đặc biệt nào cả.

Panasonic cho biết thêm rằng các bộ chia tách (còn gọi là bộ khúc xạ) sẽ có hai loại màu xanh dương và màu đỏ. Mỗi một bộ tách như thế sẽ được áp dụng cho bốn pixel. Khi ánh sáng trắng đi qua bộ tách màu đỏ, nó sẽ được chia thành ánh sáng đỏ và ánh sáng màu xanh cyan. Tương tự, khi ánh sáng đi qua bộ tách màu xanh, nó sẽ chuyển thành ánh sáng xanh dương và vàng. Như vậy, cách sắp xếp pixel sẽ là xanh cyan, trắng + đỏ, trắng + xanh và vàng (như hình bên dưới). Giá trị RGB để cấu tạo nên bức ảnh hoàn chỉnh sẽ được tính toán bằng một số thuật toán nội suy.

Cach_sap_xep_Pixel.png

Để thiết kế được các bộ tách siêu nhỏ như vậy, Panasonic đã phải nghiên cứu nhiều hiện tượng quang học như phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ và tất cả đều diễn ra trong không gian ba chiều. Việc phân tích các bước sóng ánh sáng cho từng bộ chia tách cần đến những kĩ thuật điện toán tốc độ cao mà mãi đến thời điểm hiện tại mới đi vào thực tiễn. "Chúng tôi đã phát triển một phương pháp phân tích hoàn toàn mới, gọi là Babinet-BPM. So với phương pháp tách số FDTD truyền thống, tốc độ tính toán của Babinet-BPM cao hơn 325 lần nhưng chỉ tiêu hao 1/16 dung lượng bộ nhớ". Nếu dùng FDTD, kết quả có thể thu được trong ba giờ, còn với Babinet-BPM thì chỉ là 36,9 giây.

Ở ví dụ của mình, Panasonic dùng hai bộ tách màu xanh dương và đỏ, tuy nhiên các tổ hợp khác cũng có thể được đưa vào sử dụng. "Ví dụ, bạn có thể tăng tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N ratio, càng cao thì ảnh càng có chất lượng tốt) bằng cách dùng bốn bộ tách". Bắt đầu từ thời điểm này trở đi, Panasonic sẽ chuyển trọng tâm nghiên cứu sang việc sử dụng các tổ hợp tương ứng cho từng ứng dụng thực tiễn.

Video Panasonic nói về công nghệ mới
Một số hình ảnh khác
giai_thich.jpg
sosanh.jpg
Ảnh bên trái chụp bằng cảm biến ảnh dùng bayer filter, ảnh bên phải chụp bằng cảm biến có cách bộ khúc xạ của Panasonic

23 bình luận
công nghệ ngày càng phát triển, nhanh chóng mặt
nambeo6789
ĐẠI BÀNG
10 năm
hi vong ap dung len dt
Mandarker
TÍCH CỰC
10 năm
Hôm nay ngày Cá nên cũng chả biết tin thật hay rơm nữa ...
chẳng biết comment gì 😕
hamyty
CAO CẤP
10 năm
hay quá, lâu lắm rồi mới thấy phát minh mới về cảm biến ,mong là sẻ sớm đưa lên đt @@
Panasonic làm thì kiểu j olympus leica được hưởng hehe

Sent from my SC-03D using Tinhte.vn
Chà, cái này mà được áp dụng thì chất lượng ảnh trên thiết bị di động sẽ cải thiện hơn nữa đây. Mấy cái như vầy mới đáng để đăng ký bản quyền nè, ko như ai kia có mỗi cái tên mini cũng đi đăng ký bản quyền 😁
Cho bác nào còn chưa hiểu rõ:

Các cảm biến hiện nay tạo ra các bức ảnh màu bằng cách sử dụng các bộ lọc màu đỏ, xanh lá, xanh lam cho mỗi pixel. Tức là khi ánh sáng trắng (gồm vô số màu biến đổi liên tục từ đỏ tới tím) đi qua tấm lọc màu đỏ, các màu sắc khác sẽ bị tấm lọc hấp thụ hết, chỉ trừ ánh sáng đỏ tiếp tục được đi qua. Vì thế, hệ thống lọc như vậy sẽ làm giảm từ 50-70% ánh sáng đi qua, các bức ảnh thu được trong điều kiện thiếu sáng sẽ rất tệ.

Panasonic Micro Color Splitters 07.PNG
Phương pháp lọc màu truyền thống

Bộ tách màu mới của Panasonic gồm các bộ tách ánh sáng đỏ và lam, có cấu tạo như sau:

Panasonic Micro Color Splitters 01.PNG
Bộ tách màu đỏ (và lam) xếp xen kẽ

Chúng được xếp xen kẽ nhau trên mỗi 4 pixel, tức là cứ mỗi 4 pixel sẽ có đặt 1 kính chia tách ánh sáng đỏ và 1 kính chia tách ánh sáng lam với kích thước 1,43 x 1,3 x 0,25 µm:

Panasonic Micro Color Splitters 02.PNG
Cứ mỗi 4 pixel chứa 1 bộ tách màu đỏ và 1 bộ tách làm lam xếp so le

Khi ánh sáng trắng đi qua mỗi 4 pixel, hiện tượng sẽ xảy ra như sau:
  • Ở 2 pixel không đặt tấm chia tách ánh sáng, ánh sáng trắng sẽ đi qua và bị lọc như trên hệ thống cảm biến thường.
  • Ở pixel đặt tấm chia ánh sáng đỏ, ánh sáng trắng sẽ bị chia tách thành 2 màu và đổi hướng:
    • 1 tia ánh sáng màu xanh lá mạ truyền thẳng qua pixel đang đặt tấm chia.
    • 2 tia ánh sáng màu đỏ bị bẻ lệch và truyền qua 2 pixel nằm liền kề pixel đang đặt tấm chia.
  • Ở pixel đặt tấm chia ánh sáng lam, ánh sáng trắng sẽ bị chia tách thành 2 màu và đổi hướng:
    • 1 tia ánh sáng màu vàng truyền thẳng qua pixel đang đặt tấm chia.
    • 2 tia ánh sáng màu lam bị bẻ lệch và truyền qua 2 pixel nằm liền kề pixel đang đặt tấm chia.
Panasonic Micro Color Splitters 03.PNG

Như vậy, đã có 2 tia sáng đỏ và 2 tia sáng lam được tăng cường so với bộ lọc truyền thống. Kết quả là chúng ta thu được 4 pixel màu sắp xếp như sau: xanh lá mạ, trắng + đỏ, trắng + lam và vàng.

Panasonic Micro Color Splitters 04.PNG
Giá trị RGB của bức ảnh hoàn chỉnh được tái tạo bằng cách thuật toán riêng cho từng màu

Sau đó, giá trị RGB sẽ được tính toán bằng một số thuật toán nội suy được thiết kế riêng biệt cho từng tín hiệu màu.

Để thiết kế được các bộ tách siêu nhỏ như vậy, Panasonic đã phải nghiên cứu nhiều hiện tượng quang học như phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ và tất cả đều diễn ra trong không gian ba chiều.

Panasonic Micro Color Splitters 05.PNG

Panasonic đã phát triển một phương pháp phân tích hoàn toàn mới, gọi là Babinet-BPM. So với phương pháp tách số FDTD truyền thống, tốc độ tính toán của Babinet-BPM cao hơn 325 lần nhưng chỉ tiêu hao 1/16 dung lượng bộ nhớ mà vẫn cho ra kết quả tương đương.

Panasonic Micro Color Splitters 06.PNG

Nếu dùng FDTD, kết quả có thể thu được trong ba giờ, còn với Babinet-BPM thì chỉ là 36,9 giây.


Chúc các bạn ngày làm việc hiệu quả và không đau đầu vì Tinh tế. 😁
Ngày càng có nhiều công nghệ để tăng chất lượng ảnh, hy vọng giá sẽ rẻ để những người yêu thích công nghệ được sở hữu!
longfet53
ĐẠI BÀNG
10 năm
Nghi là hàng cá lắm, k nên tin gì từ giới công nghệ ngày hôm nay!
Làm sao để ISO cao ít nhiễu hơn là ăn tiền. 😁
Rất ấn tượng với mấy cái máy ảnh của Pana
Bài này Panasonic đăng từ hôm 28/3 rồi bác, hôm hay MOD nhà mình mới đọc được thôi. Bác đa nghi Tào Tháo quá. 😁

datvn
TÍCH CỰC
10 năm
Việt nam tự cho mình là dân tộc thông minh, nhưng luôn đứng ngoài cuộc những việc thế này
đt pana chụp rất chi tiết dù 13mp đã chụp thử giữa sh-02e (sharp 16mp) vs (p-02e 13mp) 😃
Leex
ĐẠI BÀNG
10 năm
Pana cũng khéo đùa, hết 1/4 thì mới tin!
dùng cho máy ảnh hay màn hình đây - không biết anh em Pana R&D Việt nam đóng góp được gì
misshomevn
ĐẠI BÀNG
10 năm
Panasonic dạo này có vẻ hơi đuối
Đây đang là thứ ngành công nghiệp thiết bị máy ảnh cần. Những cảm biến thường gặp hiện nay có độ nhạy sáng quá thấp. Cần làm 1 cuộc cách mạng để chụp đêm tốt hơn. Chứ hiện giờ máy ảnh gần như ko thể chụp đêm hoặc là phải dùng tripod








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2022 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019